12.3: 溶液のエンタルピー
自然に溶液が生成することを保証するものではないが、有利な2つの基準があります。
- 系の内部エネルギーの減少 (熱化学の前の章で説明したように、発熱性の変化を示す)
- 系内の物質の分散の増加（熱力学の後の章で学ぶように、系のエントロピーの増加を示す）
溶解の過程では、熱が吸収されたり発生したりすることで、内部エネルギーの変化が起こります。また、溶媒中と溶質分子から均一な溶液が形成されるとき、物質の分散は増加します。
発熱性の溶解プロセスでは自発的な溶液形成が有利になりますが、それ以外にも溶液形成が起こる場合があります。実際、多くの可溶性化合物は熱を放出すると溶解しますが、一部は吸熱的に溶解します。硝酸アンモニウム（NH4NO3）はその一例で、怪我の治療用のインスタントコールドパックを作るのに使われています。水を入れた薄手のビニール袋を、固体のNH4NO3を入れた大きな袋の中に封入します。小さい方の袋を破ると、NH4NO3の溶液が形成され、周囲（パックを当てた負傷部位）の熱を吸収して冷湿布となり、腫れを抑えることができます。このような吸熱性溶解は、溶質種を分離するために、溶質が溶解したときに回収されるよりも大きなエネルギーを必要とします。それにもかかわらず、溶液の形成に伴う無秩序性の増加により、自発的に起こります。
上記の文章は以下から引用しました。Openstax, Chemistry 2e, Section 11.1: The Dissolution Process.
推奨文献
- Sugihara, Gohsuke, and Mihoko Hisatomi. "Enthalpy–entropy compensation phenomenon observed for different surfactants in aqueous solution." Journal of colloid and interface science 219, no. 1 (1999): 31-36.
- Wilhelm, Emmerich, David Raal, Jan Thoen, Jean-Pierre Grolier, Dmitry Zaitsau, Claudio Cerdeiriña, Takayoshi Kimura et al. Enthalpy and Internal Energy: Liquids, Solutions and Vapours. Royal Society of Chemistry, (2017).
- Shen, Xinghai, Hongcheng Gao, and Xiangyang Wang. "What makes the solubilization of water in reversed micelles exothermic or endothermic? A titration calorimetry investigation." Physical Chemistry Chemical Physics 1, no. 3 (1999): 463-469.
